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普通自然现象背后藏着大秘密
谈到量子力学,人们几乎一定会提到单粒子双缝实验以及这个实验的结果——科学史上最颠覆人们物理常识的实验结果之一。就是通过这个实验,人们开始注意到一个与符合自己物理直觉的宏观世界截然不同的量子世界。从实验结果来看,现实的本质可能完全不是物质的,至少与我们熟知的世界大相径庭。
为了弄明白这一现象,我们要从水波双缝实验开始说起。
当实验中人为制造的水波向四周扩散时,在一段距离外,实验者设置了一个中间有两条缝隙的障碍物(图1.1)。
图1.1
绝大部分水波被障碍物挡住了,但是两条缝隙处是有波纹穿过的。从两处缝隙穿过的波纹,形成了两条新的波纹,而这两条新的波纹在并行状态下,各自的波峰和波谷会相互干涉、相互作用(图1.2)。
图1.2
它们所形成的这种独特的图形,被称为干涉条纹(图1.3)。
图1.3
实际上,任何具有波的特性的物质,都会形成类似的干涉条纹。除了刚才说到的水波,声波和光波同样可以。